Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project
T I L L L
LEARNING - SHARING - NETWORKING
Learning, knowledge sharing and Communities engagement about:
Artificial Intelligence, Augmented / Virtual / Mixed Reality, Automation, Electronics, Computer Science and Information Technology, Mobile Technologies, Problem Solving, Readings, Social Media, Simulation, Artificial Vision, Work and Soft Skills, Railway.
by Tateo Giovanni Battista
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LEARNING
AUTOMATION
Unmanned aerial vehicles.
Veicoli autonomi aerei.
Hashtag keywords: #automation #robotics #mobileRobotics #uav #apr #sapr #droni #TILLL #TateoBlog
Summary. Fundamental characteristics, normative models, applications and future perspectives of flying robots.
Caratteristiche fondamentali, modelli normative, applicazioni e prospettive future dei robot volanti
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{Ti trovi QUI all'interno del progetto TILLL}
| +--> 9. ROBOTICS
| +--> 1. UAV
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§1. Aerial Mobile Robotics.
Robotica mobile aerea.
All over the world, Remotely Piloted Aircraft (briefly APR) also known as Unmanned Aerial Vehicle (briefly UAV) or more simply in the common language "drones", have become a media phenomenon of global interest. Let's talk a little about these little flying robots, which for some years have been buzzing over our heads and let's ask ourselves what will happen in the future, that is, if interest in them will continue to grow, or if people will get tired of this. new fashion.
In the future, drones will be able to autonomously complete a variety of complex missions and achieve performance comparable to that of manned vehicles.
In tutto il mondo, gli Aeromobili a Pilotaggio Remoto (brevemente APR) detti anche Unmanned Aerial Vehicle (brevemente UAV) o più semplicemente nel linguaggio comune “droni”, sono diventati un fenomeno mediatico di interesse planetario. Parliamo un po’ di questi piccoli robot volanti, che da un po’ di anni ronzano sopra le nostre teste e interroghiamoci su quello che avverrà in futuro, ossia se l’interesse per essi continuerà a crescere, oppure se le persone si stancheranno di questa nuova moda.
In futuro i droni potranno completare autonomamente una gran varietà di missioni complesse e raggiungere prestazioni confrontabili con quelle dei veicoli con equipaggio umano.
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§2. Drones classification.
Classificazione dei droni.
Here's a run-down of the four main types of aerial drone platforms:
- Multi-Rotor.
- Fixed-Wing.
- Single-Rotor Helicopter.
- Fixed-Wing Hybrid.
We will analyze the strengths and weaknesses of each.
Ecco una carrellata dei quattro principali tipi di piattaforme aeree per droni:
- Multi-rotore.
- Ala Fissa.
- Elicottero monorotore.
- VTOL ibrido ad ala fissa.
Analizzeremo i punti di forza e di debolezza di ciascuno.
Although multi-rotors get most of the attention in the drone world, they are not the only option.
For example, if you’re serious about aerial mapping then you need to consider a fixed-wing aircraft. And single-rotor helis are also a great solution for some niche applications too.
Sebbene i multi-rotori ottengano la maggior parte dell'attenzione nel mondo dei droni, non sono l'unica opzione.
Ad esempio, se prendi sul serio la mappatura aerea, devi prendere in considerazione un aereo ad ala fissa. E anche gli elicotteri a rotore singolo sono un'ottima soluzione anche per alcune applicazioni di nicchia.
Multi-rotor. If you want to get a small camera in the air for a short period of time, then it is hard to argue with a multi-rotor. They are the easiest and cheapest option for getting an ‘eye in the sky’, and because they give you such great control over position and framing they are perfect for aerial photography work.
Multi-rotore. Se vuoi far volare una piccola telecamera per un breve periodo di tempo, è difficile discutere con un multi-rotore. Sono l'opzione più semplice ed economica per avere un "occhio nel cielo" e, poiché ti danno un controllo così grande sulla posizione e sull'inquadratura, sono perfetti per il lavoro di fotografia aerea.
Fixed-wing. Fixed-wing drones (as opposed to ‘rotary wing’, i.e. helicopters) use a wing like a normal aeroplane to provide the lift rather than vertical lift rotors. Because of this they only need to use energy to move forward, not hold themselves up in the air, so are much more efficient.
Ala fissa. I droni ad ala fissa (al contrario di "ala rotante", cioè elicotteri) usano un'ala come un normale aeroplano per fornire il sollevamento piuttosto che i rotori di sollevamento verticale. Per questo motivo hanno solo bisogno di usare energia per andare avanti, non di tenersi in aria, quindi sono molto più efficienti.
Single-rotor helicopter. While a multi-rotor has many different rotors to hold it up, a single rotor has just one, plus a tail rotor to control its heading. Helicopters are very popular in manned aviation, but currently only fill a small niche in the drone world.
Elicottero a singolo rotore. Mentre un multi-rotore ha molti rotori diversi per sostenerlo, un singolo rotore ne ha solo uno, più un rotore di coda per controllarne la direzione. Gli elicotteri sono molto popolari nell'aviazione con equipaggio, ma attualmente riempiono solo una piccola nicchia nel mondo dei droni.
Fixed-wing hybrid. Merging the benefits of fixed-wing UAVs with the ability to hover is a new category of hybrids which can also take off and land vertically.
Ibrido ad anta fissa. L'unione dei vantaggi degli UAV ad ala fissa con la capacità di librarsi è una nuova categoria di ibridi che possono anche decollare e atterrare verticalmente.
Hashtag keywords: #multiRotor #fixedWing #singleRotor #helicopter #fixedWingHybrid #UAV #drone
Resources and insights.
(1) Drone typs: Multi-rotor vs Fixed-Wing vs Single Rotor vs Hybrid VTOL, by auav
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§4. Rules for the use of drones
{Normative per l'uso dei droni}
The remotely piloted aerial vehicles, commonly called "drones", are considered by the Navigation Code, for all purposes, to be aircraft (Article 743 of the Italian Navigation Code), and therefore are treated, for all purposes, as such, by means of special laws, Civil Aviation (ENAC in Italy) and Military regulations and decrees of the Ministry of Defense.
{I mezzi arei a pilotaggio remoto, comunemente detti "droni", sono considerati dal Codice della Navigazione, a tutti gli effetti, degli aeromobili (art. 743 del Codice di Navigazione Italiano), e quindi sono trattati, a tutti gli effetti come tali, per mezzo di leggi speciali, regolamenti dell'Aviazione Civile (ENAC in Italia) e di quella Militare e decreti del Ministero della difesa.}
In questo paragrafo tratteremo le regole a cui occorre sottostare affinché l’uso dei droni sia sicuro, soprattutto in presenza di persone. A tale riguardo è bene ricordare che è rigorosamente proibito volare sopra raggruppamenti di persone, salvo che le persone non siano funzionali alle riprese e informate dei fatti.
Il regolamento attuale pone molti limiti all'applicabilità dei droni. Per i contravventori sono previste sanzioni amministrative e penali molto pesanti. Si tratta di norme molto severe che, come emerge dal nuovo prontuario in dotazione alle Forze dell’Ordine, possono portare a sanzioni da 50.000 a 100.000 euro.
Tuttavia occorre prendere coscienza che la sicurezza è un bene imprescindibile. Si che si tratti di sicurezza passiva, dai danni significativi che i droni, specie quelli di grandi dimensioni, possono arrecare a cose o persone. Sia che si tratti di sicurezza di tipo attivo, in quanto potrebbero esserci persone che vogliono usare intenzionalmente questi strumenti in modo offensivo, per atti terroristici.
Esistono specifiche restrizioni per il sorvolo di numerose aree e una serie di obblighi normativi da rispettare prima di far decollare un drone impiegato in attività professionali. Senza dimenticare che anche impieghi “banali”, come scattare fotografie ad un matrimonio, sono considerati “attività professionale”, per i quali è obbligatoria un’adeguata patente.
Per saperne di più:
- Ente Nazionale per l'Aviazione Civile - Italian Civil Aviation Authority (link)
- Italdron Academy s.r.l. - Ravenna - Italia (link)
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§5 Applicazioni dei droni
Gli Unmanned Aerial Vehicles (UAV), superata la fase di sola ed esclusiva applicazione bellica, sono ormai sempre più spesso diffusi ed utilizzati in contesti civili, spaziando dal settore ludico a quello professionale, ma anche in attività di soccorso ed emergenza. In particolare per le applicazioni professionali, si osservi che i droni, opportunamente equipaggiati con sensori e strumentazione di analisi e misura, si prestano allo svolgimento di innumerevoli applicazioni.
Le applicazioni più diffuse dei UAV sono le sono le seguenti:
Monitoraggio del territorio. Monitoraggio del territorio a fini ambientali, di protezione civile o eventualmente di controllo di spazi urbani o controllo e ispezione di aree impervie o siti pericolosi.
Gestione di condizioni di emergenza o considerate pericolose per i piloti. Un tipico esempio di condizione di pericolo è rappresentata dalle missioni militari, per esempio le SEAD (Suppression of Enemy Air Defense ) in cui l’obiettivo è quello di volare in territorio nemico per distruggere le loro basi di difesa aerea, come postazioni radar o missilistiche; missione di importanza critica perché solo dopo questa si può iniziare il vero e proprio attacco. 4
Ripresa e fotografia per spot pubblicitari, musica, turismo e altro effettuate con una videocamera integrata.
Fotogrammetria: scattare una serie di fotografie geo-localizzate che, trattate da software appositi, restituiscono un modello matematico di una costruzione o uno spazio aperto grazie al quale creare modelli 3D utilizzabili da geometri e architetti. Attualmente questa applicazione è fortemente limitata dal regolamento non permette l’uso dei droni sui centri abitati.
Agricoltura. In un futuro molto prossimo sciami di robot e droni saranno diffusamente impiegati nei campi per individuare per mezzo di algoritmi di visione artificiale le piante infestanti ed aumentare la produttività, verificare da remoto lo stato di salute delle piante, di rilevare presenza di parassiti o verificare la necessità di irrigazione. I droni non saranno impiegati solo per il monitoraggio ma anche per l’intervento. Infatti, presto sarà possibile agire in maniera del tutto automatica direttamente sulle singole piante: ad esempio, incorporando sul drone dei micro-spray che libereranno la pianta dagli elementi infestanti.
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§6. Lavoro cooperativo
In futuro i droni lavoreranno in gruppi numerosi e si coordinano per ricoprire grandi estensioni di terreno. Una componente fondamentale per utilizzare al meglio la capacità di cooperazione tra i droni sarà la definizione di virtuosi algoritmi di allocazione dei task. Questa necessità apre interessanti applicazioni di intelligenza artificiale.
L'utilizzo di droni in formazioni è utile per aumentare le possibilità di successo di una missione rischiosa. In questo tipo di applicazioni sono utilizzati più UAVs in modo che qualora qualcuno venga “perso” durante la missione i rimanenti possano comunque completarla. Le formazioni UAVs sono utilizzate, quindi per compiere operazioni autonome fault-tolerant e collision-free e ottenere la risoluzione di tali conflitti. Per saperne di più cito un interessante lavoro di tesi ( 4 ).
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§7. Riferimenti
Riporto di seguito alcuni riferimenti a siti web e libri che potresti utilizzare per approfondire gli argomenti trattati nel presente articolo:
( 1 ) L’invasione dei droni : Il futuro è sopra di noi, Roberto Alfieri. Hoepli Editore, 2015
( 2 ) L’invasione dei droni, Data Manager Online
( 3 ) sito dell’Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (ENAC) dedicato ai droni
( 4 ) Tesi di laurea in Ingegneria Informatica “Algoritmi Genetici per la Cooperazione tra velivoli”, Tonino Iliano, Università degli studi di Pisa, Facoltà di Ingegneria, Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione, Anno Accademico 2003/2004, Relatori: Mario Innocenti Andrea Caiti
§8. More generally about Robotics.
Più in generale a proposito di Robotica.
In this article we talked about UAV, that in particular constitute one of the major application of the Mobile Robotics.
If you want to examine the whole Robotics technology, from a more general point of view, then allow me to suggest you the reading of the following article which is the main one of the thematic area dedicated to this discipline, within Tateo~Encyclopedia (>). In questo articolo abbiamo parlato dei UAV, che in particolare costituiscono una delle principali applicazione della Robotica Mobile.
Se vuoi esaminare l'intera tecnologia della Robotica, da un punto di vista più generale, allora permettimi di suggerirti la lettura del seguente articolo che è il principale dell'area tematica dedicata a questa disciplina, all'interno di Tateo~Encyclopedia (>).
The Robotics.
La robotica.
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§9. Stay up to date.
Rimani aggiornato.
If you are interested in the topics covered in the current article and want to be informed about my most recent updates dealing with them, then I invite you to register on the following Facebook page and Pinterest dashboard which I dedicated specifically for sharing the most recent changes made to the corresponding thematic area of TILLL~Learning (>). Se sei interessato agli argomenti trattati nell'articolo corrente e vuoi essere informato sui miei aggiornamenti più recenti che trattano di essi, allora ti invito a registrarti sulla seguente pagina Facebook e bacheca Pinterest che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>).
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§10. Let's keep in touch.
Teniamoci in contatto.
I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community. Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi. Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL.
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§11. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.
Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.
First of all, thank you for visiting one of the pages of my project for Interdisciplinary Continuous Learning (TILLL which stands for Tateo's Interdisciplinary LifeLong Learning), of which I am the founder and author.
My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat).
Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio progetto per l'Apprendimento Continuo Interdisciplinare (TILLL che sta per Tateo's Interdisciplinary LifeLong Learning), di cui io sono lil fondatore e l'autore.
Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat).
The Tateo~Blog (link) is an integral part of the project constitutes the means of sharing all updates.
I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.
Il blog Tateo~Blog (link) è parte integrante del progetto costituisce il mezzo di condivisione di tutti gli aggiornamenti.
Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::).
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Originally published June 15, 2016,
updated August 6, 2022
into the Learning section of
TILLL
the Lifelong and Interdisciplinary Learning project of Giovanni Battista Tateo
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